電磁構造連成弾性振動を用いた非接触振動制御技術の研究

电磁结构耦合弹性振动非接触振动控制技术研究

• 批准号: 16760178
• 负责人: 二保 知也
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760178/
• 关键词: 連成現象; 電磁構造連成振動; 磁気減衰効果; 振動制御; 連成有限要素解析; 連成並列有限要素解析; 並列有限要素解析

導電性構造物に変動磁場を与えることにより渦電流が生じ,この渦電流と磁場により生じる電磁力が構造物に作用する.この電磁力の強さは磁場の強さによって変化するため,この電磁力を利用した構造物の非接触振動制御が可能になると考えられる.しかし,振動制御を行うためには目標の振動を得るための磁場の強さの導出方法を確立する必要がある.また,振動の速度と磁場により生じる速度起電力が渦電流に影響を与えて磁気減衰効果として電磁力の強さを変化させるため,この制御では磁気減衰効果も考慮する必要がある.そこで,本研究では,電磁構造連成弾性振動を用いた非接触振動制御方法を確立するため,1.連成解析方法 電磁力による振動制御では,制御系の設計のためにこの振動特性を定量的に把握する必要がある.しかし,連成現象の解析は複数の系を同時に解析するため多くの計算コストを必要とする.そこで,解析効率を向上させるための連成アルゴリズムを採用した連成並列有限要素解析コードを開発し,その有効性を検討した.この解析方法では,これまでの解析方法よりも大幅な解析効率の向上および解析時間の短縮が可能となるが,その一方,連成解析特有の数値的不安定性が強くなることを確認した.2.振動制御の有効性 振動制御実験および数値シミュレーションにより,磁気減衰効果の振動制御への影響を検討した.磁場が強いケースや目標の振動の振動数を試験片の固有振動数の近くに設定するとその影響が大きくなるため,磁気減衰効果を考慮した振動制御が必要不可欠になることを確認した.また,磁気減衰効果を考慮しない振動制御では目標の振動が得られない,整定時間が長くなるといった問題が生じるが,本方法では短い整定時間で目標の振動が得られることを確認した.

Eddy currents are generated by a dynamic magnetic field on a conductive structure, and electromagnetic forces are generated by a magnetic field on the structure. The strength of electromagnetic force and the strength of magnetic field change, and the utilization of electromagnetic force and the possibility of non-contact vibration control of structures are examined. It is necessary to establish the method of deriving the strength of the magnetic field from the vibration control. It is necessary to consider the influence of eddy current on the speed of vibration and magnetic field, and the influence of magnetic field attenuation on the strength of electromagnetic force. In this study, the electromagnetic structure vibration control method is established. 1. The electromagnetic force vibration control method is established. 2. The vibration control system design method is established. The analysis of complex systems of phenomena is necessary for simultaneous analysis of multiple calculations. For example, the analysis rate is higher than that of the finite element analysis method. 2. Effective vibration control of vibration control. 3. The influence of magnetic attenuation on vibration control is discussed. The number of vibrations of the magnetic field and the purpose is determined by the number of natural vibrations of the test piece. The magnetic attenuation effect is considered, and the vibration control effect is obtained. The setting time is long. The problem arises. The method is short. The vibration control effect is confirmed.

项目成果

Numerical Instability Analysis of Time Integration Scheme for Staggered Electromagnetic and Structural Coupled Problem and Its Stabilization Using Numerical Filter

交错电磁与结构耦合问题的时间积分方案的数值不稳定性分析及其数值滤波器的稳定性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering
• 作者: 芝原正彦;功刀資彰;香月正司;大前 学;N.Hashimoto;大前 学;大前 学;M.Omae;大前 学;大前 学;大前 学;大前 学;大前 学;S.J.Kwon;M.Omae;橋本 尚久;橋本 尚久;Tomoya NIHO;Tomoyoshi HORIE
• 通讯作者: Tomoyoshi HORIE

Coupled Parallel Finite Element Analysis for Electromagnetic and Structural Coupled Problem in Grid Computing Environment

网格计算环境下电磁与结构耦合问题的耦合并行有限元分析

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering
• 作者: T.Niho;T.Horie
• 通讯作者: T.Horie

A Proposal for Parallel Electromagnetic and Structural Coupled analysis Method in Grid Computing Environment

网格计算环境下并行电磁与结构耦合分析方法的提出

• 发表时间: 2004
• 期刊: Abstracts of the Sixth World Congress on Computational Mechanics in conjunction with the Second Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics 1
• 作者: Tomoya Niho;Tomoyoshi Horie
• 通讯作者: Tomoyoshi Horie